【題目】如圖所示,間距為L電阻不計的足夠長雙斜面型平行導(dǎo)軌,左導(dǎo)軌光滑,右導(dǎo)軌粗糙,左右導(dǎo)軌分別于水平面成α、β角,分別有垂直于導(dǎo)軌斜面向上的磁感應(yīng)強度為B1 , B2的勻速磁場,兩處的磁場互不影響,質(zhì)量均為m,電阻均為r的導(dǎo)體棒ab,cd與兩平行導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好,ab棒由靜止釋放,cd棒始終靜止不動,求:

(1)ab棒速度大小為v時通過cd的電流大小和cd棒受到的摩擦力大。
(2)ab棒勻速運動時速度大小及此時cd棒消耗的電功率.

【答案】
(1)解:當導(dǎo)體棒ab的速度為v時,其切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為:

E=B1Lv…①

導(dǎo)體棒ab、cd串聯(lián),由全電路歐姆定律有:

I= …②

聯(lián)立①②式解得流過導(dǎo)體棒cd的電流大小為:

I= …③

導(dǎo)體棒cd所受安培力為:F2=B2IL…④

若mgsinβ>F2,則摩擦力大小為:

f1=mgsinβ﹣F2=mgsinβ﹣ …⑤

若mgsinβ≤F2,則摩擦力大小為:

f2=F2﹣mgsinβ= ﹣mgsinβ…⑥

答: ab棒速度大小為v時通過cd的電流大小為 ,cd棒受到的摩擦力大小為mgsinβ﹣ ﹣mgsinβ;(2)ab棒勻速運動時速度大小及此時cd棒消耗的電功率.



(2)設(shè)導(dǎo)體棒ab勻速運動時速度為v0,此時導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:

E0=B1Lv0…⑦

流過導(dǎo)體棒ab的電流大小為:

I0= …⑧

導(dǎo)體棒ab所受安培力為:F1=B1I0L…⑨

導(dǎo)體棒ab勻速運動,滿足:mgsinα﹣F1=0…⑩

聯(lián)立⑦⑧⑨⑩式解得:v0=

此時cd棒消耗的電功率為:P= r=

答: ab棒勻速運動時速度大小為 ,此時cd棒消耗的電功率為


【解析】(1)先根據(jù)右手定,則求出感應(yīng)電動勢的大小,再結(jié)合閉合電路歐姆定律以及安培力公式聯(lián)立求解。
(2)導(dǎo)體棒做勻速直線運動時,根據(jù)平衡方程及安培力公式 聯(lián)立求解即可。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,在水平地面上有一個長L=3.0m,高h=0.8m的長方體木箱,其質(zhì)量為M=1kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ0=0.3,在它的上表面的右端放有一質(zhì)量為m=4kg的小鐵塊,開始時它們均靜止,現(xiàn)對木箱施加一水平向右的恒力F=21N,重力加速度g=10m/s2,則

1)若鐵塊與木箱間光滑,那么,經(jīng)過多長時間鐵塊將從木箱上滑落?

2)若鐵塊與木箱間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,那么,鐵塊落地時與木箱左端的水平距離是多少?(保留兩位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m=1kg的小物塊,從光滑平臺上的A點以v0=2m/s的初速度水平拋出,到達C點時,恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道,最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質(zhì)量為M=3kg的長木板.已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,圓弧軌道的半徑為R=0.4m,C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=60°,不計空氣阻力,g取10m/s2 . 求:

(1)小物塊剛要到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力;
(2)要使小物塊不滑出長木板,木板的長度L至少多大?

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【題目】有四個物體A、BC、D,物體A、B運動的x-t圖像如圖甲所示;物體C、D從同一地點沿同一方向運動的v-t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖象做出的以下判斷中正確的是

A. 物體AB均做勻變速直線運動

B. 03s的時間內(nèi),物體A、B 的間距逐漸增大

C. t=3s時,物體C、D的速度相同

D. 03s的時間內(nèi),物體C D 的間距逐漸減小

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【題目】一根通有電流I的直銅棒用軟導(dǎo)線掛在如圖所示勻強磁場中,此時懸線中的張力大于零而小于銅棒的重力.欲使懸線中張力為零,可采用的方法有( )

A.適當增大電流,方向不變
B.適當減小電流,并使它反向
C.電流大小、方向不變,適當增強磁場
D.使原電流反向,并適當減弱磁場

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【題目】高鐵的開通給出行的人們帶來了全新的旅行感受,大大方便了人們的工作與生活.高鐵每列車組由七節(jié)車廂組成,除第四節(jié)車廂為無動力車廂外,其余六節(jié)車廂均具有動力系統(tǒng),設(shè)每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m,各動力車廂產(chǎn)生的動力相同,經(jīng)測試,該列車啟動時能在時間t內(nèi)將速度提高到v,已知運動阻力是車重的k倍.求:
(1)列車在啟動過程中,第五節(jié)車廂對第六節(jié)車廂的作用力;
(2)列車在勻速行駛時,第六節(jié)車廂失去了動力,若仍要保持列車的勻速運動狀態(tài),則第五節(jié)車廂對第六節(jié)車廂的作用力變化多大?

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【題目】(1)1驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小.

①實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板上滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是______

A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨龋啡ゼ垘б约吧昂蜕巴,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動.

②實驗中要進行質(zhì)量mM的選取,以下最合理的一組是______

AM200 g,m10 g、15 g20 g、25 g、30 g、40g

BM200 g,m20 g40 g、60 g80 g、100 g120 g

CM400 g,m10 g15 g、20 g、25 g30 g、40 g

DM400 g,m20 g、40 g、60 g80 g、100 g、120 g

(2)如圖2是研究勻變速直線運動實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、FG7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為sAB4.22 cmsBC4.65 cm、sCD5.08 cm、sDE5.49 cmsEF5.91 cm、sFG6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50 Hz,則打點計時器打C點時小車的速度為 vC________m/s,小車的加速度a________m/s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,小物塊以初速度v0從O點沿斜面向上運動,同時從O點斜向上拋出一個速度大小也為v0的小球,物塊和小球在斜面上的P點相遇.已知物塊和小球質(zhì)量相等,空氣阻力忽略不計,則(  )

A.斜面可能是光滑的
B.在P點時,小球的動能大于物塊的動能
C.小球運動到最高點時離斜面最遠
D.小球和物塊到達P點過程中克服重力做功的平均功率相等

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【題目】觀察水龍頭,在水龍頭出水口出水的流量(在單位時間內(nèi)通過任一橫截面的水的體積)穩(wěn)定時,發(fā)現(xiàn)自來水水流不太大時,從龍頭中連續(xù)流出的水會形成一水柱,現(xiàn)測得高為H的水柱上端面積為S1,下端面積為S2,重力加速度為g,以下說法正確的是( )

A. 水柱是上粗下細 B. 水柱是上細下粗

C. 該水龍頭的流量是 D. 該水龍頭的流量是

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